العدد الذري

(تم التحويل من العدد الذري)


الجدول الدورى موضحاً العدد الذرى
الرقم الذري (Z) هو مصطلح يستخدم في الكيمياء والفيزياء ليمثل عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة. في الذرة المتعادلة الشحنة، يكون عدد الإلكترونات مساو للرقم الذري.

و يمثل الرقم الذري عدد العناصر الموجودة في الجدول الدوري. حينما قام مندليف بترتيب العناصرالكيميائية المعروفة طبقا لتماثلها في الخواص الكيميائية لوحظ أن ترتيبها طبقا للكتلة الذرية قد أدى لحدوث بعض الاختلافات. اليود والتيلوريم، لو تم ترتيبه طبقا للكتلة الذرية فسيكون مكانهم خطأ، ولكن عند ترتيبهم طبقا للرقم الذري أدى ذلك لتطابق خواصهم الكيميائية مع الترتيب.

العدد الذري يساوي 1 للهيدروجين حيث تحتوي نواته على 1 بروتون ، و الهيليوم له العدد الذري 2 وفي نواته توجد 2 من البروتونات (و2 من النيوترونات ) ، ثم يأتي الليثيوم في الجدول الدوري وتوجد في نواته 3 بروتونات (فعددة الذري 3) بالإضافة إلى 4 من النيوترونات ، وهكذا يزداد العدد الذري للعناصر . بجانب العدد الذري Z الذي هو عدد البروتونات ، يهمنا في الكيمياء والفيزياء أيضا الكتلة الذرية A وهي مجموع البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية . وقد لوحظ أن الكتلة الذرية تتناسب تقريبا مع الرقم الذري ، ولكن ظهور بعض الاختلافات يتسبب في تغير بعض الخواص الذرية ولكنها تغير في الخواص الفيزيائية (من إشعاع وخلافة) وليست تغير في الخواص الكيميائية.

و قد تم تفسير هذه الاختلافات أخيرا بواسطة هنري موزلي في عام 1913. [1] فقد قام موزلي بمشاهدة خطوط الطيف الصادرة من ذرات مثارة ووجد أنها تتفق مع نموذج بور للذرة وفي كون أن تردد حطوط الطيف تتناسب طرديا مع مربع Z.

قام موزلي بقياس طول الموجة للفوتونات الصادرة من الأغلفة الذرية التحتية للألمونيوم (خطوط الطيف K و L ) حيث Z = 13 وقارنها بخطوط الطيف للذهب Z =79 . .[2] ووجد أن الجذر التربيعي لتردد الفوتونات الصادرة تزداد بالإنتقال من عنصر إلى عنصر بطريقة خطية. وقد أوصل هذا موزلي إلى قانونه المسمى قانون موزلي أن العدد الذري يؤول بطريقة مباشرة إلى شحنة النواة الذرية المحسوبة ، أي إلى عدد البروتونات Z. كما بين موزلي أن مجموعة اللنثانيدات (من لنثينيد إلى عنصر لوتيشيوم) لا بد وأن تشمل 15 عضوا (لا أقل ولا أزيد) ، وكان ذلك في هذا الوقت بعيدا عن تفكير الكيميائيين .


الرقم الذري يتناسب تناسبا طرديا إلى حد كبير مع عدد الكتلة (و يجب عدم الخلط بينهما) والذي يمثل عدد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. عدد الكتلة غالبا ما يأتي بعد اسم العنصر، فمثلا كربون-14 (والذي يستخدم لحساب الزمن بالكربون المشع) و اليورانيوم-235 و اليورانيوم-238.


الخواص الكيميائية

لكل عنصر مجموعة من الخواص الكيميائية والتي تعتمد على عدد الالكترونات المتواجدة في الذرة المتعادلة، ويرمز له Z. ويتبع ترتيب هذه الالكترونات مبادئ ميكانيكا الكم. ويمثل عدد الالكترونات في كل مدار الكتروني للعنصر -وخصوصاً المدار الخارجي - العامل الرئيسي في تحديد سلوك التآثر لذلك العنصر. لذا فإن العدد الذري هو الوحيد الذي يحدد الخواص الكيميائية للعنصر، ولهذا السبب يمكن تعريف العنصر بأنه يحوي على أي مزيج من الذرات لها عدد ذري معين.

عناصر جديدة

يتم الاعتماد على الأعداد الذرية عند التقصي عن عناصر جديدة، ففي عام 2010 تم تعيين الأعداد الذرية 1 إلى 118. وتتم عملية إنتاج عناصر جديدة عن طريق قصف ذرات العناصر الثقيلة بالأيونات، كأن يكون حاصل جمع العدد الذري للعنصر والأيون مساوياً للعدد الذري للعنصر الجديد. وبشكل عام فإن عمر النصف يصبح أقصر بزيادة العدد الذري، لذا فقد تتواجد جزيرة الثبات لنظائر غير مكتشفة لأعداد معينة من البروتونات والنيوترونات.

الجدول الدورى موضحاً العدد الذرى
الرقم الذري (Z) هو مصطلح يستخدم في الكيمياء والفيزياء ليمثل عدد البروتونات الموجودة في نواة الذرة. في الذرة المتعادلة الشحنة، يكون عدد الإلكترونات مساو للرقم الذري.

و يمثل الرقم الذري عدد العناصر الموجودة في الجدول الدوري. حينما قام مندليف بترتيب العناصرالكيميائية المعروفة طبقا لتماثلها في الخواص الكيميائية لوحظ أن ترتيبها طبقا للكتلة الذرية قد أدى لحدوث بعض الاختلافات. اليود والتيلوريم، لو تم ترتيبه طبقا للكتلة الذرية فسيكون مكانهم خطأ، ولكن عند ترتيبهم طبقا للرقم الذري أدى ذلك لتطابق خواصهم الكيميائية مع الترتيب.

العدد الذري يساوي 1 للهيدروجين حيث تحتوي نواته على 1 بروتون ، و الهيليوم له العدد الذري 2 وفي نواته توجد 2 من البروتونات (و2 من النيوترونات ) ، ثم يأتي الليثيوم في الجدول الدوري وتوجد في نواته 3 بروتونات (فعددة الذري 3) بالإضافة إلى 4 من النيوترونات ، وهكذا يزداد العدد الذري للعناصر . بجانب العدد الذري Z الذي هو عدد البروتونات ، يهمنا في الكيمياء والفيزياء أيضا الكتلة الذرية A وهي مجموع البروتونات والنيوترونات في النواة الذرية . وقد لوحظ أن الكتلة الذرية تتناسب تقريبا مع الرقم الذري ، ولكن ظهور بعض الاختلافات يتسبب في تغير بعض الخواص الذرية ولكنها تغير في الخواص الفيزيائية (من إشعاع وخلافة) وليست تغير في الخواص الكيميائية.

و قد تم تفسير هذه الاختلافات أخيرا بواسطة هنري موزلي في عام 1913. [1] فقد قام موزلي بمشاهدة خطوط الطيف الصادرة من ذرات مثارة ووجد أنها تتفق مع نموذج بور للذرة وفي كون أن تردد حطوط الطيف تتناسب طرديا مع مربع Z.

قام موزلي بقياس طول الموجة للفوتونات الصادرة من الأغلفة الذرية التحتية للألمونيوم (خطوط الطيف K و L ) حيث Z = 13 وقارنها بخطوط الطيف للذهب Z =79 . .[2] ووجد أن الجذر التربيعي لتردد الفوتونات الصادرة تزداد بالإنتقال من عنصر إلى عنصر بطريقة خطية. وقد أوصل هذا موزلي إلى قانونه المسمى قانون موزلي أن العدد الذري يؤول بطريقة مباشرة إلى شحنة النواة الذرية المحسوبة ، أي إلى عدد البروتونات Z. كما بين موزلي أن مجموعة اللنثانيدات (من لنثينيد إلى عنصر لوتيشيوم) لا بد وأن تشمل 15 عضوا (لا أقل ولا أزيد) ، وكان ذلك في هذا الوقت بعيدا عن تفكير الكيميائيين .


الرقم الذري يتناسب تناسبا طرديا إلى حد كبير مع عدد الكتلة (و يجب عدم الخلط بينهما) والذي يمثل عدد البروتونات والنيوترونات في نواة الذرة. عدد الكتلة غالبا ما يأتي بعد اسم العنصر، فمثلا كربون-14 (والذي يستخدم لحساب الزمن بالكربون المشع) و اليورانيوم-235 و اليورانيوم-238.


الخواص الكيميائية

لكل عنصر مجموعة من الخواص الكيميائية والتي تعتمد على عدد الالكترونات المتواجدة في الذرة المتعادلة، ويرمز له Z. ويتبع ترتيب هذه الالكترونات مبادئ ميكانيكا الكم. ويمثل عدد الالكترونات في كل مدار الكتروني للعنصر -وخصوصاً المدار الخارجي - العامل الرئيسي في تحديد سلوك التآثر لذلك العنصر. لذا فإن العدد الذري هو الوحيد الذي يحدد الخواص الكيميائية للعنصر، ولهذا السبب يمكن تعريف العنصر بأنه يحوي على أي مزيج من الذرات لها عدد ذري معين.

عناصر جديدة

يتم الاعتماد على الأعداد الذرية عند التقصي عن عناصر جديدة، ففي عام 2010 تم تعيين الأعداد الذرية 1 إلى 118. وتتم عملية إنتاج عناصر جديدة عن طريق قصف ذرات العناصر الثقيلة بالأيونات، كأن يكون حاصل جمع العدد الذري للعنصر والأيون مساوياً للعدد الذري للعنصر الجديد. وبشكل عام فإن عمر النصف يصبح أقصر بزيادة العدد الذري، لذا فقد تتواجد جزيرة الثبات لنظائر غير مكتشفة لأعداد معينة من البروتونات والنيوترونات.